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FÍSICA I
UNIDAD 01: Mecánica
Objetivos generales.
Al terminar de trabajar esta unidad, el estudiante será capaz de:
1. Distinguir las diferentes unidades de medición.
2. Enunciar los conceptos de rapidez, velocidad y aceleración.
3. Explicar las leyes del movimi ento de newton.
4. Explicar los conceptos de fuerza, vector y centro de gravedad.
5. Explicar la ley de gravitación universal.
6. Operar con los conceptos mencionados anteriormente en la solución de
problemas.
7. Aplicar los conceptos de trabajo, energía y potencia.
8. Determinar el concepto de movimiento circular.
9. Operar con la expresión matemática que da el movimiento circular.
10. Enunciar la definición de la conservación de la energía y de la cantidad de
movimiento.
11. Aplicar las ecuaciones de la conservación de la energía y de la cantidad de
movimiento.
MÓDULO 1 Unidades de medición
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Al terminar de estudiar este módulo, usted deberá ser capaz de:
1 Definir con sus propias palabras los conceptos de:
a) Unidad fundamental
b) Unidad derivada
c) Metro patrón
d) Kilogramo patrón
e) El intervalo de tiempo llamado “segundo”
f) El Sistema Métrico Decimal y sus ventajas.
2 Enumerar:
a) Las unidades fundamentales del sistema métrico (MKS).
b) Las unidades fundamentales del sistema inglés (FPS).
c) Las unidades fundamentales del sistema métrico (CGS).
3 Escribir de memoria por lo menos 5 factores de conversión entre el sistema
métrico y el inglés. (Ver tabla A, pág. 12 del texto).
4 Convertir unidades de uno a otro sistema utilizando, si le son necesarios, los
factores de conversión dados en el texto.
MÓDULO 2 Rapidez, velocidad y aceleración
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Al terminar de estudiar este módulo, usted deberá ser capaz de:
1 Definir el concepto de mecánica.
2 Explicar la división de la mecánica.
3 Enunciar la definición de estática.
4 Enunciar la definición de cinética.
5 Expresar la definición de velocidad media.
6 Enunciar la definición de vector.
7 Enunciar la definición de escalar.
8 Enunciar la definición de aceleración uniforme.
9 Explicar la diferencia entre velocidad inicial y velocidad final.
10 Deducir la ecuación de la distancia y la del tiempo a partir de la ecuación de
la velocidad media.
11 Dada la ecuación de la aceleración uniforme, deducir la ecuación de la
aceleración constante y la de la v elocidad.
12 Calcular la velocidad media de un cuerpo conocida la distancia y el tiempo.
13 Calcular la distancia recorrida en un plano inclinado conocida la aceleración y
el tiempo.
MÓDULO 3 Leyes de movimiento de Newton
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Al terminar de estudiar este módulo, usted deberá ser capaz de:
1 Definir qué estudia la dinámica.
2 Enunciar la primera Ley del Movimiento de Newton.
3 Enunciar la definición de inercia.
4 Definir el concepto de masa.
5 Definir el concepto de fuerza.
6 Enunciar la segunda Ley del Movimiento de Newton.
7 Definir la unidad de fuerza llamada dina.
8 Definir la unidad de fuerza llamada Newton.
9 Definir la unidad de masa llamada slug.
10 Enunciar la tercera Ley del Movimiento de Newton.
11 Calcular la fuerza necesaria para producir una aceleración determinada a un
cuerpo con un peso dado.
12 Resolver problemas en que estén involucradas las leyes del movimiento de
Newton.
MÓDULO 4 Caída de cuerpos, proyectiles y ley de la gravitación de Newton
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Al terminar de estudiar este módulo, usted deberá ser capaz de:
1 Explicar la caída libre de los cuerpos.
2 Explicar los efectos del rozamiento.
3 Escribir la aceleración producida por la gravedad.
4 Calcular la altura máxima alcanzada por un proyectil.
5 Enunciar el concepto de ángulo de elevación y alcance de un proyectil.
6 Demostrar la ley de Gravitación Universal de Newton.
7 Calcular la velocidad de un cuerpo si se deja caer de una altura determinada.
8 Calcular la distancia horizontal alcanzada por un objeto lanzado con un
determinado ángulo de inclinación con respecto a la horizontal.
MÓDULO 5 Fuerzas, vectores y centro de gravedad.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Al terminar de estudiar este módulo, usted deberá ser capaz de:
1 Explicar la diferencia entre p eso y fuerza.
2 Describir el concepto fuerza entendida ésta como vector.
3 Enunciar el concepto de fuerza resultante entendida ésta como composición de
fuerzas.
4 Describir el método del paralelogramo y el del triángulo de composición de
fuerzas.
5 Explicar en qué consiste la condición de equilibrio.
6 Explicar la descomposición de una fuerza en sus componentes.
7 Explicar la definición de centro masa.
8 Explicar la definición de centro de gravedad.
9 Calcular la fuerza resultante de un sistema dado.
10 Determinar el centro de masa de un cuerpo.
MÓDULO 6 Trabajo, energía y potencia
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Al terminar de estudiar este módulo, usted deberá ser capaz de:
1 Explicar la diferencia entre peso y masa.
2 Enunciar el concepto de trabajo.
3 Describir en cuántas clases se divide la energía mecánica.
4 Definir el concepto de energía potencial.
5 Enunciar la definición de energía cinética.
6 Definir el concepto de potencia.
7 Definir las unidades de trabajo y potencia del sistema métrico y del sistema
ingles.
8 Enunciar el concepto de plano básico.
9 Aplicar las ecuaciones algebraicas de trabajo, energía y potencia a problemas
dados.
10 Proponer un problema original sobre alguno de los tópicos estudiados.
MÓDULO 7 Conservación de la energía y de la canti dad de movimiento
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Al terminar de estudiar este módulo, usted deberá ser capaz de:
1 Explicar cuántas clases de energía existen.
2 Explicar la diferencia entre energía cinética y energía potencial.
3 Enunciar el principio de la conse rvación de la energía.
4 Definir el principio de la conservación de la cantidad de movimiento.
5 Explicar la colisión perfectamente elástica.
6 Describir las ecuaciones y el significado de sus componentes de los conceptos
de conservación de la energía y co nservación de la cantidad de movimiento.
7 Aplicar los conceptos de conservación de la energía y conservación de la
cantidad de movimiento para la resolución de problemas sobre éstos tópicos.
8 Realizar algunos experimentos en que se manifiesten los princi pios estudiados.
MÓDULO 8 Movimiento circular
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Al terminar de estudiar este módulo, usted deberá ser capaz de:
1 Describir el concepto de eje de rotación.
2 Enunciar la definición de frecuencia.
3 Explicar los conceptos de frecuenci a de rotación y velocidad instantánea.
4 Describir la diferencia entre fuerza centrípeta y fuerza centrífuga.
5 Explicar por qué un cuerpo en rotación posee energía cinética.
6 Definir el concepto de cantidad de movimiento circular.
7 Enunciar la definició n de la conservación de la cantidad de movimiento
angular.
8 Aplicar las ecuaciones del movimiento circular en la resolución de problemas.
9 Reproducir y evaluar algunas de las experiencias mencionadas en el capítulo 8
del texto.
UNIDAD 02
Propiedades de la materia
OBJETIVOS GENERALES
Al terminar de estudiar esta unidad, usted será capaz de:
1. Comprender la teoría atómica de la materia.
2. Utilizar las expresiones obtenidas de las propiedades de los sólidos en el
análisis de problemas.
3. Operar con las fórmulas obtenidas de las propiedades de los líquidos y los
sólidos en la resolución de problemas.
MÓDULO 9 Teoría atómica de la materia
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Al terminar de estudiar este módulo, usted deberá ser capaz de:
1. Explicar las formas o estados en que se manifiesta la materia.
2. Explicar qué es un elemento y qué es un compuesto.
3. Describir la diferencia y el significado de número atómico y peso atómico.
4. Explicar qué es una molécula.
5. Enunciar el significado de peso molecular.
6. Describir los estados gaseoso, líquido y sólido de la materia.
7. Explicar qué es el movimiento browniano.
8. reconocer por lo menos dos diferencias entre los estados de la materia.
9. Identificar el p eso atómico y el número atómico para un cierto elemento de
una tabla dada.
10. dibujar diagramas de moléculas mono y poliatómicas.
11. calcular pesos moleculares.
12. describir ejemplos de los diversos estados de la materia.
MÓDULO 10 Propiedades de los sólidos
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Al terminar de estudiar este módulo, usted deberá ser capaz de:
1 Describir la ley de Hooke, y enunciar su ecuación.
2 Enunciar el concepto de límite de elasticidad.
3 Enunciar el concepto de fuerza restauradora.
4 Explicar qué es el esfuerzo unitario.
5 Describir el concepto de deformación unitaria.
6 Describir el concepto de compresión, flexión y torsión.
7 Enunciar la definición de resistencia al choque.
8 Enunciar la definición de coeficiente de restitución.
9 Explicar diagramáticamente cuándo se cumple la ley de Hooke y qué caracteriza
el límite elástico.
10 Resolver problemas utilizando la ley de Hooke.
MÓDULO 11 Propiedades de los líquidos y de los gases
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Al terminar de estudiar este módulo, usted deberá ser capaz de:
1 Enunciar la definición de presión.
2 Explicar qué es la presión dentro de un lí quido.
3 Definir los conceptos de masa específica y densidad.
4 Enunciar la definición de peso específico.
5 Describir el principio de Arquímedes.
6 Explicar cómo se obtienen las medidas de la masa específica y de la densidad.
7 Explicar la diferencia entr e adhesión y cohesión.
8 Enunciar el concepto de tensión superficial.
9 Definir el concepto de capilaridad.
10 Aplicar las definiciones anteriores para resolver problemas relacionados con
ellas.
Módulo pag. 98 de la guía.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Al terminar de estudiar este módulo, usted deberá ser capaz de:
1. Explicar cómo está constituida la atmósfera de la Tierra.
2. Enunciar la definición de presión atmosférica.
3. Describir la forma en que se obtiene la masa específica del aire
4. Enunciar la definición de masa específica de un gas.
5. Definir la presión normal.
6. Describir el barómetro de mercurio.
7. Explicar el barómetro aneroide.
8. Explicar la relación entre alta y baja presión y el tiempo atmosférico.
9. describir el experimento de los hemisferios de Magdenburgo.
10. Resolver problemas en los que se apliquen las propiedades de los gases y la
presión.
UNIDAD 03: Calor
OBJETIVOS GENERALES
Al terminar de estudiar la unidad, usted será capaz de:
1. Describir los diferentes instrumentos que existen para medir la temperatura.
2. Operar con los diferentes tipos de termómetros, para medir la temperatura.
3. Distinguir las diferentes formas de transmisión y conducción del calor.
4. Operar con las expresiones que nos dan la medida del calor para la resolución
de problemas.
5. Describir los cambio s de estado y las bajas temperaturas.
MÓDULO 12 Temperatura y expansión
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Al terminar de estudiar este módulo, usted deberá ser capaz de:
1 Explicar el significado de temperatura.
2 Describir un termómetro de mercurio.
3 Describir tres tipos diferentes de termómetros.
4 Enunciar las cuatro escalas de temperaturas.
5 Describir qué es el efecto termoeléctrico.
6 Explicar el funcionamiento de un termopar.
7 Definir el concepto de coeficiente lineal de dilatación térmica.
8 Explicar el concepto de dilatación diferencial.
9 Definir qué es sustancia isotrópica y sustancia anisotrópica.
10 Describir la diferencia entre la dilatación de superficie y la dilatación de
volumen.
11 Explicar cómo se obtiene el coeficiente de dilatación térmica.
12 Explicar qué es y cómo opera un termostato eléctrico.
13 Expresar en sus propias palabras el fenómeno de dilatación “anormal” del
agua.
14 Resolver problemas sobre conversión de temperaturas entre las escalas
estudiadas.
15 Aplicar las ecuaciones del capít ulo a la resolución de los problemas
propuestos.
MÓDULO 13 Capacidad térmica y transmisión del calor
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Al terminar de estudiar este módulo, usted deberá ser capaz de:
Al terminar de estudiar este módulo, usted deberá ser capaz de:
1 Explicar qué efectos se producen cuando un cuerpo se calienta.
2 Enunciar la definición de coloría.
3 Definir la Unidad Térmica Británica (B.T.U.).
4 Definir el concepto de capacidad térmica.
5 Enunciar la definición de calor específico.
6 Explicar las diferentes formas de transmitir el calor.
7 Describir cada una de las tres formas de transmisión del calor.
8 Dar dos ejemplos de cambios de estado para el agua, explicando lo que ocurre.
9 Resolver problemas relacionados con los tópicos estudiados.
10 Reproducir el experimento de capacidad térmica ilustrado en la figura 16a. y
el de conducción del calor de la figura 16e. (OJO: falta la referencia de figuras
en el texto correspondiente)
MÓDULO 14 Cambios de estado y bajas temperaturas
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Al terminar de estudiar este módulo, usted deberá ser capaz de:
1 Explicar el concepto de evaporación.
2 Enunciar el concepto de humedad.
3 Describir qué es la humedad absoluta y la humedad relativa.
4 Describir la tensión del vapor.
5 Enunciar la defini ción de ebullición.
6 Explicar el concepto de licuefacción.
7 Describir el fenómeno de enfriamiento por evaporación.
8 Explicar la ebullición cuando se modifica la presión sobre un líquido, esto es,
el cambio de la temperatura de ebullición con los cambios de la presión.
9 Explicar el fenómeno del conocimiento de los alimentos en una olla de presión.
10 Describir el comportamiento de la materia a temperaturas extremadamente
bajas, cercanas al 0º Kelvin, y dar ejemplos.
11 Realizar y observar dos de los expe rimentos considerados en este capítulo.
12 Resolver problemas utilizando la información dada en este capítulo.
UNIDAD 04: Acústica
OBJETIVOS GENERALES
1. Describir el movimiento armónico simple.
2. Distinguir las diferente s ondas que existen y las fuentes qu e las producen.
3. Aplicar la definición de velocidad, frecuencia y longitud de onda en el análisis
de las vibraciones.
4. Utilizar los principios del sonido para explicar la transmisión de éste en
diferentes medios.
5. Describir el funcionamiento del oído humano c omo receptor del sonido.
6. Operar con las fórmulas que determinan la velocidad del sonido para resolver
problemas.
MÓDULO 15: Vibraciones y ondas
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Al terminar de estudiar este módulo, usted deberá ser capaz de:
1 Explicar qué es el mo vimiento periódico.
2 Enunciar la definición de movimiento armónico simple.
3 Definir el concepto de desplazamiento.
4 Explicar la definición de amplitud.
5 Describir la definición de período.
6 Enunciar el concepto de frecuencia.
7 Explicar a qué se llama impulso simple de onda.
8 Describir qué es una onda transversal.
9 Describir qué es una onda longitudinal.
10 Enunciar la diferencia entre nodo y antinodo.
11 Explicar qué es la longitud de onda.
12 Describir la frecuencia de un tren de ondas.
13 Explicar el concepto de velocidad de onda.
14 Resolver problemas relacionados con el tema.
MÓDULO 16 Sonido
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Al terminar de estudiar este módulo, usted deberá ser capaz de:
1 Describir las condiciones en las cuales es posible lograr la tran smisión del
sonido.
2 Explicar la velocidad del sonido en diferentes sustancias.
3 Describir el efecto de la temperatura en la velocidad del sonido.
4 Explicar el efecto del estado de la materia en la velocidad del sonido.
5 Enunciar la definición de tono, frecuencia, resonancia y pulsaciones.
6 Determinar la distancia entre dos crestas sucesivas de una onda.
7 Describir las partes en que se divide el oído.
8 Explicar qué es interferencia constructiva e interferencia destructiva.
9 Describir la refracción d e ondas sonoras.
10 Explicar el método ilustrado en la figura 19n página 176, para determinar la
longitud de las ondas de una fuente doble.
11 Utilizar y explicar el significado de cada término en las ecuaciones 19a, 19c y
19d (páginas 168, 173 y176).
12 Resolver problemas relacionados con las ecuaciones anteriores.